题目内容
如图,正方形ABCD内接于椭圆=1(a>b>0),且它的四条边与坐标轴平行,正方形MNPQ的顶点M、N在椭圆上,顶点P、Q在正方形的边AB上,且A、M都在第一象限.
(1)若正方形ABCD的边长为4,且与y轴交于E、F两点,正方形MNPQ的边长为2.
①求证:直线AM与△ABE的外接圆相切;
②求椭圆的标准方程;
(2)设椭圆的离心率为e,直线AM的斜率为k,求证:2e2-k是定值.
(1)若正方形ABCD的边长为4,且与y轴交于E、F两点,正方形MNPQ的边长为2.
①求证:直线AM与△ABE的外接圆相切;
②求椭圆的标准方程;
(2)设椭圆的离心率为e,直线AM的斜率为k,求证:2e2-k是定值.
(1)①见解析②=1(2)见解析
(1)证明:①依题意:A(2,2),M(4,1),E(0,-2),∴=(2,-1),=(-2,-4),∴·=0,∴AM⊥AE.
∵AE为Rt△ABE外接圆直径,∴直线AM与△ABE的外接圆相切.
②解:由解得椭圆标准方程为=1.
(2)证明:设正方形ABCD的边长为2s,正方形MNPQ的边长为2t,则A(s,s),M(s+2t,t),代入椭圆方程=1,得即
∴e2=1-.∵k=,∴2e2-k=2为定值.
∵AE为Rt△ABE外接圆直径,∴直线AM与△ABE的外接圆相切.
②解:由解得椭圆标准方程为=1.
(2)证明:设正方形ABCD的边长为2s,正方形MNPQ的边长为2t,则A(s,s),M(s+2t,t),代入椭圆方程=1,得即
∴e2=1-.∵k=,∴2e2-k=2为定值.
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